Экспериментальное задание 33.1, страница 147 - гдз по физике 8 класс учебник Кабардин

Экспериментальное задание 33.1

Работаем в группе

Определение фокусного расстояния собирающей линзы и её оптической силы

Оборудование: две собирающие линзы, экран, лист с разметкой.

Получите с помощью собирающей линзы изображение далеко расположенного предмета. Определите фокусное расстояние линзы и её оптическую силу.

Порядок выполнения задания

Лучи света от каждой точки далеко расположенного предмета падают на линзу почти параллельно друг другу. Поэтому расстояние от линзы до изображения далеко расположенного предмета примерно равно фокусному расстоянию линзы.

1. Поставьте линзу ЛС-1 на край листа с разметкой. Перед линзой установите экран. Окно, линза и экран должны располагаться на одной прямой.

2. Перемещая экран относительно линзы, найдите такое положение, при котором на экране будет видно чёткое изображение окна (рис. 33.4).

Рис. 33.4

Измерьте расстояние от линзы до изображения, примерно равное фокусному расстоянию $\text{F}$ линзы. Запишите результат измерения в таблицу.

3. Вычислите оптическую силу $\text{D}$ линзы и запишите результат вычисления в таблицу.

4. Повторите опыт и вычисления с линзой ЛС-2 (рис. 33.5). Запишите результаты измерений и вычислений в таблицу.

Таблица 33.1

Линзы $\text{F}$, м $\text{D}$, дптр

ЛС-1

ЛС-2

Рис. 33.5

Цель экспериментального задания — определить фокусное расстояние и оптическую силу двух собирающих линз. Для этого используется метод получения изображения удаленного объекта. Так как лучи от удаленного объекта (в данном случае, окна) падают на линзу практически параллельным пучком, они собираются в фокальной плоскости. Таким образом, расстояние от линзы до чёткого изображения на экране равно фокусному расстоянию линзы ($\text{F}$). Оптическая сила линзы ($\text{D}$) вычисляется по формуле $D = \frac{1}{F}$, где $\text{F}$ выражено в метрах.

Линза ЛС-1

Дано:

Измеренное по линейке расстояние от линзы до экрана (рис. 33.4): $f_1 = 8$ см.

В системе СИ: $f_1 = 0.08$ м.

Найти:

Фокусное расстояние $F_1$, оптическую силу $D_1$.

Решение:

Так как изображение получено от удаленного объекта, фокусное расстояние равно расстоянию от линзы до изображения:

$F_1 = f_1 = 0.08$ м.

Оптическая сила вычисляется по формуле:

$D_1 = \frac{1}{F_1}$

$D_1 = \frac{1}{0.08 \text{ м}} = 12.5$ дптр.

Ответ: Фокусное расстояние линзы ЛС-1 равно 0.08 м, оптическая сила равна 12.5 дптр.

Линза ЛС-2

Дано:

Измеренное по линейке расстояние от линзы до экрана (рис. 33.5): $f_2 = 4$ см.

В системе СИ: $f_2 = 0.04$ м.

Найти:

Фокусное расстояние $F_2$, оптическую силу $D_2$.

Решение:

Фокусное расстояние равно расстоянию от линзы до изображения удаленного объекта:

$F_2 = f_2 = 0.04$ м.

Оптическая сила вычисляется по формуле:

$D_2 = \frac{1}{F_2}$

$D_2 = \frac{1}{0.04 \text{ м}} = 25$ дптр.

Ответ: Фокусное расстояние линзы ЛС-2 равно 0.04 м, оптическая сила равна 25 дптр.

Результаты измерений и вычислений занесём в таблицу 33.1: